在電力生產(chǎn)領(lǐng)域，溫度測量作為熱工控制不可或缺的環(huán)節，在發(fā)電機組的安全運行中承擔著(zhù)重要任務(wù)，包括對主汽溫度、再熱汽溫度、軸承溫度、缸體溫度等重點(diǎn)部位介質(zhì)溫度的測量［１］．溫度參數涉及一些重要的聯(lián)鎖和保護，每一個(gè)溫度信號變化反應了機組的實(shí)際運行狀態(tài)，決定運行人員接下來(lái)的操作．在中低溫區的溫度測量領(lǐng)域，#常用的測量?jì)x器就是熱電阻［２］．熱電阻的測溫原理是基于導體或半導體的電阻值隨著(zhù)溫度變化而變化的特性測量的［３］．因此測溫元件的準確性，以及損壞后更換的及時(shí)性都決定著(zhù)電力生產(chǎn)設備的安全運行．

 

      在實(shí)際的電力生產(chǎn)過(guò)程中，由于備品購買(mǎi)流程時(shí)間較長(cháng)，且非原裝備品更換后測量存在誤差等原因引起更換不及時(shí)和測量不準確．為了更好地提高熱電阻的消缺及時(shí)率，本文以某電廠(chǎng)日常更換熱電阻備品的消缺情況為例，提出改進(jìn)卡套式熱電阻結構方案，使購買(mǎi)的備品具有通用性，提高消缺更換及時(shí)率，保證電力生產(chǎn)設備安全穩定運行． 

 

１ 實(shí)例概況

      某電廠(chǎng)１、２號發(fā)電機組在中低溫區域的管道介質(zhì)處是用卡套式熱電阻作為測溫元件的．在早期的機組籌建時(shí)，由于機組設備管道粗細不均，溫度測點(diǎn)安裝位置不同，測溫時(shí)根據安裝位置配置了多種型號、長(cháng)短不同的卡套式熱電阻．在出現缺陷時(shí)，因１、２機組溫度測點(diǎn)數量多，安裝位置復雜，所需熱電阻備品的長(cháng)度不同，型號規格多樣化，采購周期長(cháng)，備件到貨不及時(shí)，就會(huì )造成消缺時(shí)間延長(cháng)．而測溫元件更換不及時(shí)，就會(huì )導致運行人員監控受限，從而造成安全隱患，影響機組安全運行．因此改進(jìn)卡套式熱電阻的結構，提高備品更換的通用性變得尤為重要．

 

 ２ 卡套式熱電阻的結構

      熱電阻主要是測量物質(zhì)受到外界及內部溫度的影響而產(chǎn)生的電阻變化率．隨著(zhù)熱電阻被廣泛應用在不同的生產(chǎn)活動(dòng)中，其也衍生出多種不同外觀(guān)及種類(lèi)，但這些熱電阻的基本結構依然沒(méi)有特別大的變化［４］．

 

      本文研究的卡套式熱電阻主要由接線(xiàn)盒、接線(xiàn)端子、保護套管、卡套連接裝置、熱電阻芯５部分構成，如 圖１所示．

２．１ 接線(xiàn)盒

      接線(xiàn)盒除起到保護內部感溫部分免受水、汽等外界環(huán)境侵蝕作用外，還能使接線(xiàn)端子與外接導線(xiàn)間的接觸更加良好．接線(xiàn)盒的殼體可分為普通防水殼體和防爆殼體，實(shí)際應用中需要根據具體測溫環(huán)境來(lái)選擇接線(xiàn)盒類(lèi)型．

２．２ 保護套管

      保護管是用戶(hù)使用的關(guān)鍵部件，分為金屬保護管和非金屬保護管，是用來(lái)保護傳感器感溫元件不受機械損傷和介質(zhì)化學(xué)腐蝕的裝置．因測溫環(huán)境不同，需配置不同材質(zhì)的保護管，如耐高溫的高溫合金保護管、耐腐蝕的四氟保護管、氣密性好的剛玉管等［１］；因承壓不同，需配置不同外形的保護管，如直型保護管或錐形保護管［５］．

２．３ 卡套連接裝置

      卡套連接裝置是熱電阻在現場(chǎng)安裝過(guò)程中的關(guān)鍵，主要由卡套、螺母組成，將保護套管插入卡套內，利用卡套螺母鎖緊抵觸卡套，形成有效密封．在安裝過(guò)程中，要根據具體的安裝位置選擇合適的卡套連接裝置型號．

２．４ 熱電阻芯

      熱電阻芯是熱電阻測量溫度的核心部件，受到保護管的防護，以免受到磨損和化學(xué)腐蝕．熱電阻按測量元件的結構形式，可分為裝 配 式 和 鎧 裝 式［６］．其中熱電阻芯是采用金屬絲繞成的感溫元件［７］，主 要 由 電 阻絲、絕緣骨架、引線(xiàn)構成．電阻絲作為感溫部分均勻繞制在絕緣骨架上，并通過(guò)引線(xiàn)連接到接線(xiàn)盒．由于測溫環(huán)境不同，普通裝配式抗振能力差，如果外界環(huán)境振動(dòng)強烈就會(huì )使熱電阻芯斷裂，導致測量信號中斷，因此不適合安裝在振動(dòng)大的環(huán)境中．相比普通型熱電阻，鎧裝式具有體積小、易安裝、抗沖擊、能彎曲且使用壽命更長(cháng)的特點(diǎn)［８］．

２．５ 接線(xiàn)端子

      接線(xiàn)端子是用來(lái)連接感溫元件和外接導線(xiàn)的橋梁，將感溫元件的溫度通過(guò)引線(xiàn)連接到接線(xiàn)端子，經(jīng)過(guò)外接導線(xiàn)傳輸到顯示儀表中． 

 

３ 卡套式熱電阻結構的改進(jìn)

 

３．１ 熱電阻在實(shí)際應用中存在的問(wèn)題

      某電廠(chǎng)１、２號機組的測溫熱電阻元件在機組籌建過(guò)程已整套安裝于測溫點(diǎn)，隨著(zhù)投產(chǎn)運行，因老化、松動(dòng)等原因產(chǎn)生測溫數值不準的問(wèn)題，往往只需將接線(xiàn)盒內接線(xiàn)端子的固定螺絲旋開(kāi)，更換內置的熱電阻芯．

 

      但因溫度測點(diǎn)數量多，安裝位置復雜，所需的備品長(cháng)短規格多，不具有通用性，采購周期又長(cháng)，備件到貨不及時(shí)，就會(huì )造成消缺時(shí)間延長(cháng)，影響機組安全運行．并且由于元件型號多樣、生產(chǎn)廠(chǎng)家不同等因素，所購買(mǎi)的熱電阻芯并不是原裝的，其長(cháng)度存在誤差，造成熱電阻感溫部分不能緊貼保護套管，容易產(chǎn)生測量誤差，這給機組安全運行帶來(lái)很大隱患．

 

３．２ 改進(jìn)對策

      針對某電廠(chǎng)熱電阻在實(shí)際應用中存在的問(wèn)題，為提高熱電阻芯備品的通用性，減少消缺時(shí)間，本文提出以下幾點(diǎn)改進(jìn)對策： 

      （１）改變熱電阻測溫元件的裝配結構，去掉與保護套管連接的接線(xiàn)盒部分． （

      （２）在原接線(xiàn)盒處加裝固定式轉換接頭，并根據熱電阻芯的粗細選擇銅套，加工固定螺帽，通過(guò)轉換接頭、銅套和固定螺帽將熱電阻芯固定在保護套管內． 

      （３）根據現場(chǎng)生產(chǎn)環(huán)境，統計原安裝的熱電阻測溫元件保護套管的長(cháng)度，購買(mǎi)長(cháng)于保護套管的熱電阻芯，使熱電阻芯備品具有通用性．

 

      通過(guò)改進(jìn)卡套式熱電阻的結構，根據熱電阻保護套管的長(cháng)短，只需采購５０、９０兩種規格的熱電阻芯，既可以滿(mǎn)足生產(chǎn)要求，又大大減少備品庫存量，降低采購成本．同時(shí)因購買(mǎi)的熱電阻芯備品長(cháng)于保護套管，其測溫元件端能緊貼套壁，確保測溫的準確性，提高了消缺及時(shí)性．改進(jìn)的卡套式熱電阻結構見(jiàn)圖２．

４ 改進(jìn)后的實(shí)施效果

      由于改進(jìn)后１、２號機組的熱電阻所需要的備件型號只有５０、９０兩種規格，減少了型號的多樣性，庫存采購方便，當缺陷產(chǎn)生需要更換測溫元件時(shí)能及時(shí)處理，而且不管保護套管有多長(cháng)，倉庫中所購置的熱電阻芯備品都長(cháng)于保護套管，具有通用性，適用各個(gè)溫度測點(diǎn)的更換．

 

      為證明改進(jìn)后的效果，２０１８年底對某電廠(chǎng)１、２號機組部分故障率較高的區域進(jìn)行了熱電阻結構改造，分別獲取了２０１８年１月至５月改進(jìn)前的消缺率數據和２０１９年１月至５月消缺率的數據，見(jiàn)表１所示．

      將改進(jìn)后的熱電阻與改進(jìn)前的１、２號機組的熱電阻進(jìn)行消缺及時(shí)率的統計對比可知，熱電阻消缺及時(shí)率從改進(jìn)前的５６％提高到改進(jìn)后的１００％，保障了機組的安全運行． 

 

５ 結 語(yǔ)

      本文提出一種改進(jìn)卡套式熱電阻結構的對策，通過(guò)實(shí)施對比某電廠(chǎng)１、２機組改進(jìn)前后的消缺及時(shí)率可見(jiàn)，其消缺及時(shí)率由原來(lái)的５６％提高到１００％，同時(shí)減少了所需備品的型號，降低了庫存量和采購成本，使購置的備品具有通用性，是一種切實(shí)可行的方式．

 

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